JP2907887B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JP2907887B2 JP2907887B2 JP24201389A JP24201389A JP2907887B2 JP 2907887 B2 JP2907887 B2 JP 2907887B2 JP 24201389 A JP24201389 A JP 24201389A JP 24201389 A JP24201389 A JP 24201389A JP 2907887 B2 JP2907887 B2 JP 2907887B2
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- Japan
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- liquid crystal
- alignment film
- crystal display
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶分子の配列方向を制御するために有機
質配向膜を用い、その膜面を有機質繊維のバフ布でラビ
ングして、液晶分子の配列状態を適切に配向させた液晶
表示素子に関する。
質配向膜を用い、その膜面を有機質繊維のバフ布でラビ
ングして、液晶分子の配列状態を適切に配向させた液晶
表示素子に関する。
［従来の技術］ 従来から、液晶表示素子の上下ガラス基板の内面に膜
厚50〜100nmの有機質配向膜を形成させ、その液晶に接
触する表面を、有機質繊維からなるバフ布でラビングし
て、液晶分子をほぼラビング方向に配列させることが行
われていた（特開昭51−65960号公報）。しかし、ラビ
ング後の配向膜表面形状などを観察して定量的に其の良
否を判定評価することができず、液晶の配向特性を制御
するラビングの最適条件を規定することはできなかっ
た。
厚50〜100nmの有機質配向膜を形成させ、その液晶に接
触する表面を、有機質繊維からなるバフ布でラビングし
て、液晶分子をほぼラビング方向に配列させることが行
われていた（特開昭51−65960号公報）。しかし、ラビ
ング後の配向膜表面形状などを観察して定量的に其の良
否を判定評価することができず、液晶の配向特性を制御
するラビングの最適条件を規定することはできなかっ
た。
［発明が解決しようとする課題］ 従来は、配向膜によって液晶分子（長軸）が特定方向
に配向されるメカニズムについて、ラビングによって表
面に形成された溝によるという説と、ラビングによる発
熱や張力印加により配向膜有機物質の分子鎖がラビング
方向に沿って再配列するためとする説の２説があり、近
年は後者の方がやや優勢であった。
に配向されるメカニズムについて、ラビングによって表
面に形成された溝によるという説と、ラビングによる発
熱や張力印加により配向膜有機物質の分子鎖がラビング
方向に沿って再配列するためとする説の２説があり、近
年は後者の方がやや優勢であった。
本発明は、特性良好な液晶表示素子の有機質配向膜の
表面状態を良く観察して調べ、その結果に基づいて配向
特性が確実に品質管理された配向膜を使用した液晶表示
素子を提供することを目的とする。
表面状態を良く観察して調べ、その結果に基づいて配向
特性が確実に品質管理された配向膜を使用した液晶表示
素子を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による液晶表示素
子は、基板内面に形成した有機質配向膜をラビングし
て、膜面に接する液晶分子を特定方向に配向させた液晶
表示素子であって、上記有機質配向膜が、 （Ａ）イミド、アミド系を含み、 （Ｂ）大きさ10〜1500nmの円形または長円形のドメイン
が形成されており、 （Ｃ）上記円形または長円形の各ドメインの中に、各ド
メインより小さく、かつ、大きさ５〜30nmの微少ドメイ
ンが形成されており、 （Ｄ）上記ドメインまたは上記微少ドメインは方向に特
定性がなく幅１〜30nmのひだ状部に囲まれて形成され
る。
子は、基板内面に形成した有機質配向膜をラビングし
て、膜面に接する液晶分子を特定方向に配向させた液晶
表示素子であって、上記有機質配向膜が、 （Ａ）イミド、アミド系を含み、 （Ｂ）大きさ10〜1500nmの円形または長円形のドメイン
が形成されており、 （Ｃ）上記円形または長円形の各ドメインの中に、各ド
メインより小さく、かつ、大きさ５〜30nmの微少ドメイ
ンが形成されており、 （Ｄ）上記ドメインまたは上記微少ドメインは方向に特
定性がなく幅１〜30nmのひだ状部に囲まれて形成され
る。
［作用］ 上記の各条件で規定されたラビング後の配向膜表面状
態は、多数の特性良好な液晶表示素子を、表示品質を検
査したのちに分解して配向膜表面状態を観察、評価、検
討の上、確実な品質管理条件として決定したものであっ
て、これらの条件を満たす液晶表示素子は常に良好な配
向特性を有することが確認されている。
態は、多数の特性良好な液晶表示素子を、表示品質を検
査したのちに分解して配向膜表面状態を観察、評価、検
討の上、確実な品質管理条件として決定したものであっ
て、これらの条件を満たす液晶表示素子は常に良好な配
向特性を有することが確認されている。
［実施例］ 第１図は液晶表示素子の一例の断面図である。図中、
１は上基板、２は下基板、３は上下基板をスペーサによ
って規制された間隔に基板周辺で封着保持する封着部
材、４はネマチック液晶、５はスペーサ、６は上電極、
７は下電極、10は上偏光板、11は下偏光板、12は反射
板、13、14は液晶配向膜である。本発明液晶表示素子も
断面構造は第１図に示すものと同様であるが、その液晶
配向膜13、14が既述の各条件を満たすように形成されて
いる。
１は上基板、２は下基板、３は上下基板をスペーサによ
って規制された間隔に基板周辺で封着保持する封着部
材、４はネマチック液晶、５はスペーサ、６は上電極、
７は下電極、10は上偏光板、11は下偏光板、12は反射
板、13、14は液晶配向膜である。本発明液晶表示素子も
断面構造は第１図に示すものと同様であるが、その液晶
配向膜13、14が既述の各条件を満たすように形成されて
いる。
第２図は配向膜ラビングの説明図で、図中、20は液晶
配向膜、21は（上または下）基板、22は配向膜ラビング
時に基板を移動させる方向、23はラビング方向である。
配向膜、21は（上または下）基板、22は配向膜ラビング
時に基板を移動させる方向、23はラビング方向である。
液晶配向膜に配向機能を持たせるには、第２図に示す
ように、配向膜20を22と示す方向に移動させながら、図
の水平方向から垂直方向へ例えば40〜45度傾いた方向に
有機質繊維からなるバフ布でラビングする。このような
液晶配向膜を形成させた上下基板１、２を用いて液晶表
示素子を製作し、その液晶配向特性を評価し、液晶が均
一に配向することを確認した。
ように、配向膜20を22と示す方向に移動させながら、図
の水平方向から垂直方向へ例えば40〜45度傾いた方向に
有機質繊維からなるバフ布でラビングする。このような
液晶配向膜を形成させた上下基板１、２を用いて液晶表
示素子を製作し、その液晶配向特性を評価し、液晶が均
一に配向することを確認した。
液晶表示素子の特性を評価、確認した後、液晶表示素
子を封着部材３の個所で分解して上基板１と下基板２に
分離し、それぞれに付着している液晶をアセトン等に浸
漬して除去した。その後、これら基板を２〜3cm2の大き
さに切断し、これを20〜100％の染色液に１分〜６時間
入れて染色し、乾燥した後、これを12％のHF水溶液に入
れて有機質配向膜を剥離させ、Cuメッシュ上に固定して
試料を作成した。こうして作成した試料を透過形電子顕
微鏡により加速電圧125kVで２〜50万倍の直接透過像を
撮影し、これを更に80〜400万倍に拡大して第３図
（ａ）〜（ｃ）に示すような像を得た。上記のように染
色することにより拡大倍率は同一であっても細部構造が
一層良く判るようになったのである。
子を封着部材３の個所で分解して上基板１と下基板２に
分離し、それぞれに付着している液晶をアセトン等に浸
漬して除去した。その後、これら基板を２〜3cm2の大き
さに切断し、これを20〜100％の染色液に１分〜６時間
入れて染色し、乾燥した後、これを12％のHF水溶液に入
れて有機質配向膜を剥離させ、Cuメッシュ上に固定して
試料を作成した。こうして作成した試料を透過形電子顕
微鏡により加速電圧125kVで２〜50万倍の直接透過像を
撮影し、これを更に80〜400万倍に拡大して第３図
（ａ）〜（ｃ）に示すような像を得た。上記のように染
色することにより拡大倍率は同一であっても細部構造が
一層良く判るようになったのである。
第３図（ａ）は配向膜面に円形または長円形の、最小
径10nmのドメイン33、平均径約300nmのドメイン32、最
大径1500nmのドメイン31が形成されていることを示す。
これらのドメインは、方向に特定性がなく、幅１〜30nm
のひだ状部（ラメラ）34にほぼ囲まれて形成されてい
る。試料を更に良く観察すると、上記ドメイン内に更に
微小ドメインやドメイン間にラビング方向に線状凸部が
形成されたていることが判った。また、試料を折り曲げ
るようにして断面形状を観察した結果、上記各ドメイン
領域内、領域間での凹凸は１〜10nmであることも判っ
た。即ち、配向膜表面は上記のような超微細で微小凹凸
のある幾何学的形状を呈しており、これにより液晶の均
一配向が可能になると推定された。第３図（ｂ）は、各
種の大きさのドメイン31、32、33の中に更に直径５〜30
nmの円形または長円形の微小ドメイン35が形成されてい
ることを示す。第３図（ｃ）はドメイン間にはラビング
方向に１〜40nmに伸びた線状凸部36が図示の如く10〜10
0nmの線間間隔37で形成されていることを示す。但し、
ラビングする際のラビングホイールの回転数が高いと線
状凸部36は認め難くなり、逆に回転数を下げると線状凸
部がはっきりしてくるが、余り線状凸部を発達させ過ぎ
ると、表示面に不要なすじなどが現れるので適切なラビ
ング条件を選定する必要がある。
径10nmのドメイン33、平均径約300nmのドメイン32、最
大径1500nmのドメイン31が形成されていることを示す。
これらのドメインは、方向に特定性がなく、幅１〜30nm
のひだ状部（ラメラ）34にほぼ囲まれて形成されてい
る。試料を更に良く観察すると、上記ドメイン内に更に
微小ドメインやドメイン間にラビング方向に線状凸部が
形成されたていることが判った。また、試料を折り曲げ
るようにして断面形状を観察した結果、上記各ドメイン
領域内、領域間での凹凸は１〜10nmであることも判っ
た。即ち、配向膜表面は上記のような超微細で微小凹凸
のある幾何学的形状を呈しており、これにより液晶の均
一配向が可能になると推定された。第３図（ｂ）は、各
種の大きさのドメイン31、32、33の中に更に直径５〜30
nmの円形または長円形の微小ドメイン35が形成されてい
ることを示す。第３図（ｃ）はドメイン間にはラビング
方向に１〜40nmに伸びた線状凸部36が図示の如く10〜10
0nmの線間間隔37で形成されていることを示す。但し、
ラビングする際のラビングホイールの回転数が高いと線
状凸部36は認め難くなり、逆に回転数を下げると線状凸
部がはっきりしてくるが、余り線状凸部を発達させ過ぎ
ると、表示面に不要なすじなどが現れるので適切なラビ
ング条件を選定する必要がある。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来、定量的に
評価できなかった液晶表示素子の有機質配向膜をラビン
グした後の、表面の分子鎖が再配列した状態が定量的に
判って、この結果を用いて、液晶表示素子の配向膜の表
面形状の管理が可能となり、高度な品質を維持できるよ
うになって、高品質、高性能な液晶表示素子を容易に量
産できるようになった。
評価できなかった液晶表示素子の有機質配向膜をラビン
グした後の、表面の分子鎖が再配列した状態が定量的に
判って、この結果を用いて、液晶表示素子の配向膜の表
面形状の管理が可能となり、高度な品質を維持できるよ
うになって、高品質、高性能な液晶表示素子を容易に量
産できるようになった。
第１図は液晶表示素子の一例の断面図、第２図は配向膜
のラビングの説明図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
本発明に係る配向膜表面状態を説明する図である。 １……上基板、２……下基板、３……封着部材、４……
ネマチック液晶、５……スペーサ、６……上基板、７…
…下基板、10……上偏光板、11……下偏光板、12……反
射板、13,14,20……液晶配向膜、21……基板、22……基
板移動方向、23……ラビング方向、31……最大径のドメ
イン、32……平均径のドメイン、33……最小径のドメイ
ン、34……ひだ状部、35……ドメイン内に形成された微
小ドメイン、36……ラビング方向に形成された線状凸
部、37……線間間隔。
のラビングの説明図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
本発明に係る配向膜表面状態を説明する図である。 １……上基板、２……下基板、３……封着部材、４……
ネマチック液晶、５……スペーサ、６……上基板、７…
…下基板、10……上偏光板、11……下偏光板、12……反
射板、13,14,20……液晶配向膜、21……基板、22……基
板移動方向、23……ラビング方向、31……最大径のドメ
イン、32……平均径のドメイン、33……最小径のドメイ
ン、34……ひだ状部、35……ドメイン内に形成された微
小ドメイン、36……ラビング方向に形成された線状凸
部、37……線間間隔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 好文 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 川越 弘美 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 中岡 修庸 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1337
Claims (1)
- 【請求項１】基板内面に形成した有機質配向膜をラビン
グして、膜面に接する液晶分子を特定方向に配向させた
液晶表示素子であって、上記有機質配向膜が、 （Ａ）イミド、アミド系を含み、 （Ｂ）大きさ10〜1500nmの円形または長円形のドメイン
が形成されており、 （Ｃ）上記円形または長円形の各ドメインの中に、各ド
メインより小さく、かつ、大きさ５〜30nmの微少ドメイ
ンが形成されており、 （Ｄ）上記ドメインまたは上記微少ドメインは方向に特
定性がなく幅１〜30nmのひだ状部に囲まれて形成されて
いることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24201389A JP2907887B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24201389A JP2907887B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105321A JPH03105321A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2907887B2 true JP2907887B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17082967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24201389A Expired - Lifetime JP2907887B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907887B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24201389A patent/JP2907887B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03105321A (ja) | 1991-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090402 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100402 |